五、新工科建设内涵解析及实践探索（节选）
郑庆华
摘 要：从发展的视角论述了开展新工科建设是高等工程教育内涵发展的必然要求，坚持三个面向是新工科建设的战略导向，由此延伸出新工科建设三个层次的内涵。据此，西安交通大学进行了一系列的探索与实践：一是创办人工智能、新能源、新材料等新专业；二是通过理工结合、医工结合、文理渗透、管工贯通等，培养学科专业交叉融合的复合型高素质工程技术人才；三是通过互联网＋、ＡＩ、大数据、云计算、物联网等深度融入传统专业，采取校企合作推进传统专业转型升级，培养适应新时代新要求的工程技术人才。
关键词：新工科，内涵发展，交叉融合，专业建设
习近平总书记在全国教育大会上指出，要努力培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。这是新时代赋予中国高等教育的重要使命。工程技术是连接科学发现和产业发展的桥梁，推动着社会生产力和人类文明的发展。加快推进新工科建设，是中国高等教育面对国际环境、国家需求、培养对象和资源条件发生的深刻变化，主动适应和引领第四次工业革命发展及其所催生的新经济、新业态、新技术、新模式、新产业，通过供给侧结构性改革提高人才培养能力，推动高等教育内涵质量发展的重要举措。
２０１７年以来，学者围绕“新工科是什么”、“为什么建设新工科”展开了一系列的研究。钟登华院士提出，新工科是“以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越人才”，从育人目标的角度对新工科的内涵进行了描述；李华等学者则从新工科发展脉络提出，新工科“是指新的工科形态，即对工科注入新的内涵以适应新经济发展需要而产生的工科新形态”。综合而言，新工科的内涵界定依然不甚清晰，以至于对“怎么建设新工科”的实践指导性不足。不同类型特征高校新工科建设的现实逻辑、依据、方向和重点是什么？新工科建设如何分层次有序推进，避免跟风而上造成的又一轮专业建设大跃进？现有工科专业发展方向在哪里？２０１８年３月，教育部启动首批新工科研究与实践项目，以此为契机，新工科建设和卓越工程师教育培养计划２．０深度融合，进入了探索实践的新阶段。西安交通大学秉持“起点高、基础厚、要求严、重实践、强创新”的办学特色，以“三个面向”为指南，积极开展新工科建设的理论研究与实践探索，初步探索了一条特色鲜明、成效显著的工科优势高校新工科建设路径，推动了学校新工科建设和工程人才培养。
1.开展新工科建设是高等工程教育内涵发展的必然要求
（一）第四次工业革命加速新工科建设
习近平总书记在庆祝改革开放４０周年大会上指出，历史发展有其规律，但人在其中不是完全消极被动的。只要把握住历史发展大势，抓住历史变革时机，奋发有为，锐意进取，人类社会就能更好前进。以蒸汽机为代表的机械化第一次工业革命、以电气化为标志的第二次工业革命、以信息化为标志的第三次工业革命，以及以“人大物云”为标志的第四次工业革命，研究其发展逻辑，有一个共同规律：科技创新驱动产业革命，而这一规律的背后则是教育和人才的作用，凡是高等教育能够主动把握时代发展趋势，因时而新，及时调整人才培养的结构、模式和内容，为经济社会发展培养所需要的高级专门人才，国家就能得到快速发展。当今世界正处于百年未有之大变局，第四次工业革命和产业变革蓬勃发展，不仅引发了世界格局的深刻调整，重塑了各国在全球竞争中的位次，而且颠覆了原有产业的形态、分工和组织方式，重构了人们的生活、交流和思维方式，在某种意义上使人与世界的关系发生了改变。这使高等教育的改革发展既迎来重要大机遇，同时也面临重大挑战。
恩格斯说：“一切社会变迁和政治变革的终极原因，不应当到人们的头脑中，到人们对永恒的真理和正义的日益增进的认识中去寻找，而应当到生产方式和交换方式的变更中去寻找。”在这一轮科技革命和产业变革中，大数据、智能化、移动互联网、云计算等战略性技术发挥了极强的引领效应，成为实现我国科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略资源。虽然我国工程技术人才的规模以及在校工程技术人才的培养规模已经居世界第一，但是工程技术人才解决工程实际问题的能力仍然不足，工程技术人才的培养体系、结构、模式仍然不够完善，工程教育与产业结合、与企业协同仍然不够紧密，与建设工程技术教育强国和创新强国的目标仍有差距。因此，亟需我国高等工程教育以更大的决心、更有力的措施、更多样化的平台来实现高质量工程技术人才的供给。
（二）开展新工科建设是响应时代要求的必然选择
西安交通大学提出在新时代大学应当发挥引领社会进步航灯的作用。新工科建设有别于传统的学科建设或者专业建设，是在理念、特征、知识、模式、机会和人才等方面的全方位深层次变革，需要多学科交叉、校企深度合作。一方面，由于计算机和互联网技术的快速发展，人类社会发展从遵循单一的有机化学规律，转向遵循有机演化和无机智慧化并存的时代；另一方面，传统的过于强调专业化的工程教育忽略了世界的普遍联系性，导致学生知识面狭窄，人文底蕴缺乏，创新能力不足，难以有效解决复杂工程问题，无法满足新时代对创新型人才的需求。
当前，我国高等教育发展已经进入一个新的时期，地位和作用由基础支撑转向支撑和引领并重，发展阶段由后大众化转向普及化，类型结构由同构化转向多样化，比较坐标由自身历史纵向转向世界横向。以２０１６年中国正式加入《华盛顿协议》为标志，中国工程教育已经进入了与国际工程教育理念同频共振、标准实质等效、模式和而不同的发展新阶段。这就要求在国际高等工程教育的大格局中确定中国高等工程教育发展的方向和目标，实现从高等教育大国向高等教育强国的历史跨越。
新工科建设正是在这样的时代背景和需求下提出并展开的。应该看到，我国高等工程教育在特定的历史时期所采用的高度专业化的教育模式，已经难以对技术变革和社会需求做出快速响应。因此，加强与信息技术融合，实现“专业＋AI”、“专业＋互联网”，将计算机、AI、大数据、IOT等技术全面与现有专业融合，是高等工程教育适应时代发展要求，为中国走向世界价值链高端提供工程高级专门人才支持的必然选择。二、坚持“三个面向”作为新工科建设导向习近平总书记指出：“实现‘两个一百年’奋斗目标，实现中华民族伟大复兴的中国梦，必须坚持走中国特色自主创新道路，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，加快各领域科技创新，掌握全球科技竞争先机。这是我们提出建设世界科技强国的出发点。”。坚持三个面向，为新时代中国高等教育人才培养指明了方向。虽然一般将２０１７年作为新工科建设的元年，但是应该看到，新工科建设是中国高等工程教育改革发展过程中的一个新阶段，特别是“卓越工程师教育培养计划”的实施为新工科建设奠定了坚实基础。新工科建设的推进，反映了中国高等工程教育始终服务和支撑国家发展战略的初心。
针对新工科建设的现实逻辑、依据、方向和重点是什么？新工科建设如何分层次有序推进，避免跟风而上造成的又一轮专业建设大跃进？现有工科专业发展方向在哪里？西安交通大学有自己的思考和认识。首先，从外部需求，在后发外生型现代化发展过程中，中国既有一批走在世界前沿的高科技企业，也有大量的传统企业。华为、中兴事件，以及中美贸易博弈警醒中国，关键核心技术、产品是买不来的，只有拥有自主创新能力、完整的全产业供应链，才能不受制于人。因此，高等工程教育应坚持三个面向，服务需求，提供多层次、多样化的高等工程人才供给，这也是西安交通大学新工科建设分层次发展的使命任务。其次，从内生动力来讲，“扎根西部、服务国家、世界一流”的办学定位，决定了西安交通大学人才培养供给的多样化和多层次。《西安交通大学一流大学建设方案》明确提出的“五新建设理念”之一就是打造一流学科新格局，即遵循学科内在规律，坚持三个面向，围绕优势学科、战略必争学科、协同交叉学科分层次建设，“塑造每个学科的领先性、独特性、难以替代性”。这一思路，也构成了西安交通大学新工科建设分层次发展的学科基础和动力机制。最后，从服务学生成长发展需求来讲，西安交通大学新工科建设的三个层面是学校人才培养坚持就业导向，提高毕业生质量和用人单位需求的吻合度的必然选择。《西安交通大学２０１８年毕业生就业质量报告》显示，西安交通大学本科毕业生的就业区域以东部地区（５０．００％）和西部地区（４２．９５％）为主，其中在陕西省内就业的毕业生达３１．２７％；而就业行业中，以软件和信息技术服务业（１８．８２％）和制造业（２３．８４％）为领先；毕业生就业单位中华为、国家电网、中兴通讯等企业招聘规模居于前列。各区域重点发展产业方向、企业战略投资方向无疑对西安交通大学人才培养的方向有着重要影响。例如，《陕西省新一代人工智能发展规划（２０１９－２０３０）》提出２０２３年全省人工智能产业规模将达１０００亿元。因此西安交通大学新工科建设也需要服务重点区域、重点行业、重点企业的发展对人才的多样性需求。
由此延伸，新工科建设也包含三个层次的内涵，即创办新专业，如人工智能、数据科学、新能源、新材料等；现有专业的交叉融合，如理工结合、医工结合、文理渗透、管工贯通等；传统专业的转型升级，如互联网＋、ＡＩ、大数据、云计算、物联网等深度融入传统专业等。
新工科建设三个层次的内涵，是从历史和发展的角度对新工科建设的定位，也是对西安交通大学内外部需求、学科专业建设内部动力机制和人才培养定位导向的深入思考。高校作为新工科建设的主体，应聚焦当前经济发展亟需的工程技术人才类型，主动结合自身人才培养目标定位，布局好新工科专业建设，加快培养引领未来新兴技术和新兴产业发展的新型工程人才；要对原有的培养方案和培养模式进行调整、充实和优化，通过多学科交叉、跨专业融合，加快传统工科专业的转型升级，强化工程技术人才培养能力；要跟踪国际发展前沿，通过国际交流、合作，培养具有国际视野和全球领导力的工程技术人才。
新工科建设的实践作为一所诞生于民族危难之际、中国建立最早的现代大学之一，西安交通大学始终秉持“为天下储人才，为国家图富强”历史使命，在１２０余年的办学历程中始终服务国家需求和技术发展，为国家富强和民族振兴培养了大批具有全球视野的战略人才、领军人才。２０世纪初，在唐文治老校长的主持下，西安交通大学就成立了铁路、电机、航海等工程专业，是中国最早开展工程教育的高校。西安交通大学工程学在世界居于前列，在２０１９年ESI排名中已经进入世界前１０，学校在工程教育中的地位和作用更加突出，是工科优势高校的代表。
在新时代，西安交通大学始终关注如何在实现“两个一百年”奋斗目标和实现中华民族伟大复兴的中国梦中发挥应有的作用，如何主动响应第四次工业革命，培养国家和时代需要的人才。在加快落实新时代高教４０条，提升本科人才培养能力的背景下，作为在工程教育领域国内领先的高校之一，西安交通大学对新工科建设有着自己的思考和认识。２０１７年新工科建设蓬勃发展之初，西安交通大学就总结提出了新工科具有的创新性、前瞻性、交叉性、多样性、发展性和引领性６个特征，提出了新工科发展的时代坐标、国际坐标、工程教育发展坐标，以及新工科建设应包括培育新专业和促进传统专业转型升级两个建设领域，为新工科建设提供了指引。在实践中，西安交通大学以“优化专业布局，提升专业水平，彰显学校办学特色，服务地区和国家战略”为发展思路，正确处理传统和新兴之间的关系，探索新工科建设过程中的专业建设机制，丰富和发展专业建设的内涵和内容，进一步提出了传统专业融合交叉的发展思路，从而形成了传统专业升级改造、现有专业融合交叉和新兴专业建设发展的三个层次的新工科建设之路。
一个完整的人才培养体系，是由学科体系、教学体系、教材体系、管理体系和思想政治工作体系等组成，其中思想政治工作体系贯穿其它四个体系全过程。新工科建设，体现在新理念、新标准、新模式、新方法、新技术、新文化，这些都具体反映在新工科人才培养体系的每一个子系统和环节。西安交通大学根据学校独特的历史和地位，结合学校学科专业特点和发展定位，坚持“三个面向”，遵循新工科建设的三个层次，培养具有鲜明西安交通大学特色的新工科人才。
（三）弘扬“西迁精神”，培养具有交大特色的新型工程人才
习近平总书记在纪念五四运动１００周年大会上指出，把青年一代培养造就成德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，是事关党和国家前途命运的重大战略任务，是全党的共同政治责任。爱国奉献是西安交通大学西迁精神的内核，贯穿于学校人才培养的全过程中。１９５６年，西安交通大学响应党中央号召，高举“向科学进军，建设大西北”的旗帜，义无反顾地从上海内迁西安，为国民经济建设作出了巨大贡献，并形成了 “胸怀大局、无私奉献、弘扬传统、艰苦创业”的西迁精神。２０１８年１２月，习近平总书记给西安交通大学１５位老教授来信作出重要指示，希望西安交大师生传承好西迁精神，为西部发展和国家建设奉献智慧和力量。西迁精神是知识份子爱国奉献精神的具体反映，是西安交通大学的灵魂，深深地融入了西安交通大学每一个学子的血液。在新工科建设过程中，西安交通大学以全国高校思想政治工作会议精神为指导，弘扬西迁精神，高举 “爱国主义、集体主义、英雄主义、乐观主义”旗帜，将思想政治工作与新工科建设相融合，培养具有鲜明交大西迁精神特质和灵魂的新型工科人才。
（四）推进传统专业转型升级，培养新时代工程技术人才
各高校在长期发展过程中，形成了一批历史悠久、基础坚实、体系完善，对特定产业影响广泛的传统专业。以西安交通大学机械工程专业为例，该专业肇始于１９１３年，是中国机械工程教育发展的代表，在国内外享有盛誉，２０１９年软科排名中居于全球第二。这类专业一方面专业建设积淀深厚，发展潜力巨大，另一方面，专业建设范式和人才培养模式相对稳定，实现创新突破的难度和阻力较大。
为了推动传统专业的转型升级，西安交通大学以机械工程专业为试点，面向未来技术和产业发展需求，深入思考“工科的新要求”，聚焦“工程领军人才究竟如何培养”这一工程教育引领性问题，深化传统专业内涵建设，在国内外深入调研和十余年实践的基础上，率先凝练和论证了现代工程领军潜质人才培养的多维度目标，提出了“四新”模式，即新目标（适应智能制造时代需求，具备CPH环境下的规划、设计、评估和决策等多维度、跨界综合能力，培养“大工程观”）、新结构（重构课程体系和教学内容，新建３－５门“智能制造”新课程）、新模式（基于OBE强化能力要素培养，构建 “五节点”工程教育过程链，探索利益相关方“三主体”协同机制，形成“一五三”新模式）和新质量（以工程教育专业认证为抓手，构建国际实质等效的人才培养标准和质量保障机制），培养适应新要求的工程领军人才。
该模式坚持“学生中心，产出导向，持续改进”的专业建设理念，在培养主体方面，突破了高校作为人才培养单一主体的传统，将人才培养全环节所涉及的利益相关方，特别是用人企业引入作为人才培养主体，人才培养充分考虑国家、社会、学生、企业等多主体需求，以提高人才培养的适切度；在培养环节方面，遵循学生知识学习规律和人才培养规律，全方位、递进式培养学生的创新能力和工程实践能力；在培养体系方面，实现师资队伍、教学支持平台、课程与实践体系、教学方法与评价标准、毕业条件的全面整合提升，聚焦人才培养。该模式不仅注重弘扬和传承“西迁精神”，还注重将工程伦理和职业道德融入学生发展过程，培养具有家国情怀、工程社会观、工程系统观、工程创新能力与国际视野的现代工程“领军潜质”人才。
（五）校企协同育人，培养复合型高素质工程技术人才
以“大智移云”为代表的第四次技术革命催生出了众多新经济、新业态、新技术、新模式、新产业，工程实践对人才知识和能力的需求已经超越了某个单一传统专业的培养能力。通过学科交叉融合打破传统的学科专业之间、行政隶属之间的隔阂，是新工科建设的必然选择。行业龙头企业和知名科研院所或者服务国家重大战略需求，或引领着产业发展方向，是对新技术和市场需求敏感度最高的主体。因此通过科教结合、校企协同育人，不仅能够充分利用企业优质资源，弥补高校在办学资源、办学条件、师资队伍和知识结构方面的不足，更能够始终保持人才培养与用人主体的紧密联系，实现学生成长和发展的无缝对接，培养产业亟需的专业型、复合型高素质人才。
西安交通大学学科专业门类齐全，学科综合优势明显，与产业龙头企业有着长期、广泛和深入的合作。依托这一优势，为培养适应新一轮科技革命和产业变革和创新驱动发展要求的复合型高素质工程技术人才，聚焦“服务新经济新产业对工程人才的需求，实现中国工程教育由规模外延发展向质量内涵发展，支持构建创新型社会”这一紧迫需求，力求破解“专业设置与社会需求脱节、实践教学与产业前沿方向脱节、创新实践平台与卓越人才培养目标脱节”难题，西安交通大学根据 “学科专业交叉、校企协同、模式创建、知行合一培养卓越人才”的思路，探索和实践了校企协同育人新模式。“两交叉”是指校企合作创办学科专业交叉的“菁英班”和创新实践教育平台；“四融合”，是指专业方向融合、校企师资融合、培养方法融合和理论实践融合。贯穿其中的则是“一一二”实践育人方法，即“一队一策双师资”和“一人一题双导师”，实现学科专业交叉、本研一体化培养和小班化精英教育。通过和华为、中国航天系统科学与工程研究院、中国核工业集团、３６０、百度、中科院自动化所等企业、科研院所在选拔、管理、培养方案、课程体系、教学、实践、就业等环节的深度合作，着力培养具有创新意识、创新能力、实践能力和国际视野的具有领军潜质的复合型工程技术人才。
菁英班“两交叉四融合”校企协同育人新模式旨在为不同专业学有余力的学生创造开放性、打破玻璃天花板限制的学习和成长空间，不仅突破了传统大学以知识传授为核心的、专业分割明显的人才培养模式，培养跨学科、专业的交叉复合型人才，更实现了“西迁精神”和合作单位企业文化的融合，培育了“对事业有感情、对追求有激情、对使命有敬意”的育人新文化。
（六）创办人工智能等新专业，培养智能化技术人才
第四次工业革命催生新技术，孕育新产业，这就要求高校必须开设新的工科专业。新专业不仅需要满足国家重大战略需求，支撑和保障区域经济发展和产业转型升级，更要保持一定的前瞻性和引领性，不断激发和创造新的产业需求。为培养科学家型的工程师，西安交通大学于２０１８年３月创办了以郑南宁院士为首席教授的本科“人工智能拔尖人才培养试验班”，并于当年８月正式招生培养本科生。在此基础上，西安交通大学还与微软亚洲研究院、腾讯、百度、３６０等人工智能领军企业协同育人，建立西安交通大学人工智能学院。
在实践中，西安交通大学人工智能新专业注重课程设置和师资队伍建设。通过和麻省理工学院、加州大学洛杉矶分校、卡耐基梅隆大学、莱顿大学等世界一流大学开展联合培养，汇聚来自控制、计算机科学、电子、数学、认知心理学、生物学、神经科学等领域学科的优秀师资和企业工程师，为学生提供具有溯源性和探索性的课程体系，注重知识的系统性和学习能力、思维方法的培养，让学生拥有自主学习和知识创造的空间，帮助学生加深对人工智能的理解和认识，推动学生主动思考人工智能与世界融合发展的未来，并知道怎样动手去创造未来。
作者简介：郑庆华，西安交通大学副校长、教授、博士生导师。文章来源：高等工程教育研究http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1026.G4.20200407.0946.038.html
